高中物理5 波的干涉与衍射练习题

这是一份高中物理5 波的干涉与衍射练习题，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正向传播
B．A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C．经过0.3s，B质点通过的路程大小为0.1m
D．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz
2．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，发现电磁波可以在真空传播而机械波不能，但电磁波与机械波一样也可以产生干涉现象．
如图所示，AI机器人比赛要求按规定直线OO1行走，某兴趣小组设想如下方案：在O点两侧适当距离对称放置两个信号发射源S1和S2，信号源可以各发射相同频率的电磁波信号，信号发射后可以向四周各个方向传播，用波的干涉原理来引导机器人走规定直线．下列说法正确的是（ ）
A．机器人在OO1上逐渐远离O点的过程中接收到的信号强度（以振幅反映）持续减弱
B．机器人在OO1上逐渐远离O点的过程中接收到的信号强度（以振幅反映）保持不变
C．机器人在OO1上逐渐远离O点的过程中接收到的信号强度（以振幅反映）持续增强
D．机器人在OO1上逐渐远离O点的过程中接收到的信号强度（以振幅反映）交替变化
3．如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个振动情况完全相同的波源，现将S1S2连线分成四等份，若每一等份恰好等于半个波长，则图中各等分点处质点P、Q、R的运动情况为（ ）
A．Q质点总处于波峰
B．Q质点在波峰时，P两质点处于波峰
C．Q质点在波峰时，P两质点处于波谷
D．P、Q、R质点振动总是加强
4．如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x= -0.2m和x=1.2m处，两列波的速度均为v=0.2m/s，两波源的振幅均为A=2cm．图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此时平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x=0.5m处，关于各质点运动情况下列判断正确的是（ ）
A．质点P的起振方向沿y轴正方向
B．t=1.5s时刻，质点P运动到M点
C．t= 1.5s时刻，质点M的速度为0
D．t =3s时刻，质点M的位移为4cm
5．如图所示，正中有一O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形发生明显衍射的区域是
A．阴影I区域B．阴影Ⅱ区域C．阴影I、Ⅱ区D．无明显衍射区域
6．一个质点同时受到两列波的影响若这两列波波源振动情况完全相同，要使该质点不振动，则必须具备的条件是（ ）
A．质点到两列波的波源的距离相等
B．质点应在两波源的连线上
C．质点到两波源距离之差等于半波长的奇数倍
D．质点到两波源的距离之差应等于半波长的偶数倍
7．一条弹性绳子呈水平状态，为绳子中点，两端、同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是（ ）
A．波源和开始振动的方向均是向上的
B．波源产生的波将先到达中点
C．中点的振动虽始终是加强的，但其位移大小在某时刻可能为零
D．这两列波能形成稳定的干涉图样
8．物体振动时，除了固有频率的基频波，还会产生频率为固有频率整数倍的倍频波。当如图所示的两种波同时在介质中传播时，物体振动形成的实际波形应为（ ）
A．B．
C．D．
9．如图所示为t＝0.1s时刻简谐横波a与b的波形图，其中a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，波速都是10m/s，振动方向都平行于y轴。下列选项画出的是平衡位置在x＝2m处的质点从t＝0开始的振动图像，其中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
10．已知空气中的声速为340m/s．现有几种声波：①周期为1/20s，②频率为104Hz，③波长为10m．它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( )
A．①和②B．②和③C．①和③D．都可以
11．海浪从远海传向海岸．已知海浪的传播速度与海水的深度有关，海水越深，速度越大．一艘大船停泊在离岸较远处，振动的周期为8s．则
A．海浪拍打海岸的周期大于8s
B．海浪从远海传向海岸，相邻波峰之间的距离变大
C．悬挂在船上摆长为 l m 的单摆振动周期为8s
D．让船停泊在离海岸更近处，海浪通过船体的衍射现象更明显
12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质元A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质元B的平衡位置在距坐标原点16cm处．从该图象对应时刻算起，当质元A的运动状态与图示时刻质元B的运动状态相同，所需的最短时间为0.12s．则（ ）
A．该简谐横波的频率为Hz
B．从图示时刻起，质元A比质元B先回到平衡位置
C．介质中平衡位置=10cm处质点的振动方程为
D．该波传播中遇到宽度为2m障碍物能发生明显的衍射现象
13．两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波，同时从绳子的两端产生，如图（甲）所示，相遇过程某时刻如图（乙），下列说法正确的是（ ）
A．该波是纵波，增大抖动频率，波在绳子上传播的时间不变
B．两列波相遇时，绳子中点的波峰可达原来各自振幅的两倍
C．两列波相遇后各自保持原来波形独立传播
D．乙图中a质点和b质点都静止
14．如图所示，在盛有浅水的水槽中，在t=0时刻以相同的频率拍打水面上的两个点S1和S2产生两列波，两波源相距9cm，频率为2Hz，连线中点处有一浮标始终未振动。距S2 12cm处有一P点，PS2⊥S1S2，经过3s后P点开始振动，下列说法中正确的是（ ）
A．两列波不能发生干涉
B．t=4s时P点的振动方向与S1的起振方向相同
C．若只改变S2的频率则浮标也有可能还是保持静止
D．S1P连线上（两端点除外）共有6个振动减弱点
15．如图所示，某同学利用平底水槽研究水波传播时的现象，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是观察水波穿过狭缝后的情景，此时水波没有发生衍射现象
B．甲图中狭缝的宽度变窄时，可以观察到明显的衍射现象
C．乙图是两列水波相遇时的干涉现象，两列水波的频率不同
D．乙图中某些区域在某时刻振动加强，经过半个周期后振动减弱
二、填空题（共3题）
16．如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，_________情况中水波的频率最大；____________情况中水波的频率最小。
17．如图所示，在x轴上和处两个振源在时刻同时起振，经过形成图中所示波形甲和乙，则两列波的周期之比________，两列波相遇后_______（填“能”或“不能”）发生的干涉现象，在_______s时刻，处的质点第一次到达正向最大位移处。
18．一条弹性绳子呈水平状态.M为绳子中点,两端P.Q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是_____(填正确答案标号)
A．两列波将同时到达中点M
B．M点的位移大小在某时刻可能为零
C．中点M的振动总是加强的
D．两列波波速之比为1:2
E绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
三、综合题（共4题）
19．反射回来的波会和入射波产生干涉吗？为什么？
20．从M、N两点产生的两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴向正方向和负方向传播，振幅均A=20cm．t=0时两列波刚好都传播到坐标原点，波的图象如图所示，x=1m的质点P的位移为10 cm．再经∆t=0.01s，坐标原点的位移第一次变为40 cm．求：
(i)波的传播速度和波源的振动频率；
(ii)之后M、N两点之间所有振动减弱点的位置坐标
21．如图所示，在平静湖面上有两个相距10m的频率均为2Hz、振幅分别为10cm和5cm、上下振动的振源、，已知两振源引起的水波的传播速率均为4m/s，起振方向均向上，在两振源连线上到距离为5.5m处有一质点A。
（1）若两振源同时开始振动，求质点A的振动方程（以波源开始振动为计时起点）；
（2）若其他条件不变，振源在振动半个周期后开始振动，求质点A振动时相对平衡位置的位移。
22．甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
参考答案：
1．D
2．A
3．D
4．D
5．B
6．C
7．A
8．B
9．C
10．C
11．C
12．C
13．C
14．D
15．B
16． c a
17． 不能 1.25
18．ABE
19．会，
两列波只要满足频率相同，相位差恒定，振动方向相同，就能发生干涉，入射波和反射波有固定相位差，且频率相同，振动方向相同，所以会发生波的干涉。
20．（i）300m/s；25Hz（ii）振动减弱点对应的坐标分别为-3m与3m；-9m与9m．
21．
（1）由题述可知两振源在水面上形成的波的波长为
两振源同时向上振动，的振动方程为
的振动方程为
的振动经
传到质点A
的振动经
传到质点A，又
质点A处为振动减弱点
则质点A的振动方程为
（2）当振源滞后于半个周期振动时，结合（1）中分析可知，两波源的振动同时传播到质点A，可知，质点A处为振动加强点，以两波源的振动均传播到质点A为计时起点，则质点A的振动方程为
则质点A振动时相对平衡位置的位移为
22．λ=16m，v=，会发生明显的衍射现象